一、氧氣管道嚴禁選(xuan)用閘閥
不銹鋼管道或閥門內如果存在油脂、橡膠等低燃點的物質時,在局部高溫下可被引燃。絕熱壓縮產生的高溫使可燃物燃燒。例如,閥前與閥后有較大壓差時,如果將閥門快速打開,閥后氧氣溫度按絕熱壓縮公式計算可達500℃以上,已達到某些物質的著火點。閘閥不宜用于調節流量及壓力,否則密封面很快磨損,嚴密性下降,閘(zha)閥不能通過緩慢開啟進行壓力調節,閘閥不適用于氧氣管道。
不銹鋼管道內的(de)(de)(de)鐵(tie)銹、粉(fen)塵、焊渣與管道內壁和閥(fa)(fa)門(men)(men)摩擦(ca)(ca)產(chan)生(sheng)高溫發(fa)生(sheng)燃燒(shao)。禁用閘閥(fa)(fa)的(de)(de)(de)原(yuan)因其實(shi)就是因為(wei)閘閥(fa)(fa)的(de)(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)面在相對運(yun)動(即閥(fa)(fa)門(men)(men)的(de)(de)(de)開關)中會因摩擦(ca)(ca)而引起擦(ca)(ca)傷損壞(huai),一旦損壞(huai),則有“鐵(tie)粉(fen)”自密(mi)(mi)封(feng)面處(chu)脫(tuo)落(luo),這樣細小顆粒(li)的(de)(de)(de)鐵(tie)粉(fen)很容易著火燃燒(shao)。截止閥(fa)(fa)也有類似事故的(de)(de)(de)發(fa)生(sheng),截止閥(fa)(fa)的(de)(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)面一樣會損壞(huai),一樣有可能發(fa)生(sheng)危(wei)險(xian),很多設計單位把氧氣管道全部(bu)采用銅基合金(jin)閥(fa)(fa)門(men)(men),不用碳鋼、不銹鋼閥(fa)(fa)門(men)(men)。
按照GB 16912《深度(du)冷凍法(fa)生(sheng)(sheng)產氧氣(qi)(qi)及相關氣(qi)(qi)體安全(quan)技術規程》中關于(yu)閥門材質的(de)規定:壓力大于(yu)0.1MPa時(shi),嚴(yan)禁使用閘(zha)閥,0.1MMPa<p≤0.6MPaa時(shi),閥瓣采(cai)用不銹(xiu)鋼(gang)(gang),0.6MPa<p≤10MPa時(shi),全(quan)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)或全(quan)銅(tong)基(ji)合金閥門,pp>10MPaPa時(shi),全(quan)銅(tong)基(ji)合金。銅(tong)基(ji)合金閥門具有機械強度(du)高、耐磨(mo)損、安全(quan)性好(hao)(不產生(sheng)(sheng)靜(jing)電)等優點,所(suo)以真(zhen)正的(de)原因(yin)是因(yin)為閘(zha)閥的(de)密(mi)封(feng)面極易磨(mo)損而產生(sheng)(sheng)的(de)鐵屑才是罪(zui)魁禍首,至于(yu)密(mi)封(feng)性下(xia)降與否(fou)不是關鍵。
事實上很多沒有(you)用(yong)(yong)閘閥(fa)的氧氣管道一樣出現(xian)(xian)爆炸事故,一般都出現(xian)(xian)在閥(fa)門(men)兩側壓(ya)差較(jiao)大,閥(fa)門(men)開啟較(jiao)快的瞬間,著(zhu)火源和可(ke)燃(ran)物(wu)是根本原因,規定(ding)禁用(yong)(yong)閘閥(fa)只是控制可(ke)燃(ran)物(wu)的一種方法而已,和定(ding)期(qi)清除鐵銹(xiu)、脫脂、禁油等(deng)手段的目的都是一樣的。控制流速、做好(hao)靜電接地等(deng)是消除著(zhu)火源。一些設計單(dan)位(wei)不(bu)管操作壓(ya)力,一律強(qiang)行(xing)采用(yong)(yong)銅(tong)基合金閥(fa),但也產生了爆炸事故,控制著(zhu)火源和可(ke)燃(ran)物(wu),嚴格安全規程才是最關鍵(jian)的。
二、氧氣管道(dao)的閥門應符合的一般要(yao)求
(1)設計壓(ya)力大于0.1MPa的(de)氧氣(qi)管(guan)道上,不(bu)得(de)采用閘(zha)閥。國(guo)內實踐中多次發生(sheng)閘(zha)閥類閥門手動開(kai)關時,氧氣(qi)流速(su)突然改(gai)變,使管(guan)道內的(de)鐵(tie)銹等顆粒(li)沖撞、摩擦激發能量而引燃、引爆的(de)事(shi)故。為避免此類事(shi)故發生(sheng),在(zai)壓(ya)力大于0.1MPa的(de)氧氣(qi)管(guan)道上不(bu)得(de)采用閘(zha)閥。
(2)設(she)計壓(ya)(ya)力(li)(li)大(da)于或等于1.0MPa且公稱直徑大(da)于或等于150mm的(de)(de)氧氣(qi)管(guan)道上的(de)(de)手動閥(fa)(fa)門,宜設(she)旁通閥(fa)(fa)。在(zai)歐洲工業氣(qi)體(ti)協(xie)會的(de)(de)《氧氣(qi)管(guan)道系統》IGC DOC 13/02/E中,要求在(zai)手動作業的(de)(de)隔(ge)離(li)閥(fa)(fa)設(she)旁通閥(fa)(fa),在(zai)隔(ge)離(li)閥(fa)(fa)打(da)開前以旁通閥(fa)(fa)平衡前后壓(ya)(ya)力(li)(li),避(bi)免快(kuai)速(su)(su)增壓(ya)(ya)和高速(su)(su)、紊流現(xian)象的(de)(de)發生(sheng)。壓(ya)(ya)力(li)(li)分級(ji)與GB16912《深度冷(leng)凍法(fa)生(sheng)產氧氣(qi)及相關(guan)氣(qi)體(ti)安全技術規程》中的(de)(de)規定(ding)一致,并增加采用鎳及鎳基合金的(de)(de)規定(ding)。
(3)設計壓力大于(yu)1.0MPa,公稱直(zhi)徑大于(yu)或等于(yu)150mm的氧氣管道上(shang)經常(chang)操作的閥門,宜采用氣動(dong)閥門。
(4)閥(fa)門(men)材(cai)料選用見(jian)表(biao)6.7.1。
注(zhu):①. 設計壓力(li)大于(yu)或(huo)等于(yu)0.1MPa管道(dao)上的(de)壓力(li)或(huo)流(liu)量調節閥的(de)材(cai)料(liao),應采用(yong)不銹(xiu)鋼或(huo)銅(tong)基(ji)合(he)金或(huo)以上兩種材(cai)料(liao)的(de)組(zu)合(he)。
②. 閥(fa)門的密封(feng)填料(liao)宜采用聚(ju)四氟(fu)乙(yi)烯(xi)或柔性石(shi)墨材(cai)料(liao)。
(5)氧(yang)氣管道上的(de)法(fa)蘭、緊固件應按國家現(xian)行標準(zhun)選(xuan)用,氧(yang)氣管道法(fa)蘭用墊(dian)片選(xuan)用見表(biao)6.7.2。氧(yang)氣管道法(fa)蘭用墊(dian)片除了應滿(man)足壓力、溫度條件外,還要防止墊(dian)片老化或被氣流(liu)沖刷(shua)裂成碎粒(li)落入(ru)管內,隨氣流(liu)撞擊管壁引(yin)起火災。橡膠石(shi)棉板結構成分中沒有阻燃材料,且在氣流(liu)沖刷(shua)下易(yi)破(po)碎,其(qi)碎片在壓力氧(yang)中屬可(ke)燃、易(yi)燃危險引(yin)燃物(wu)料;金屬包覆墊(dian)片在氧(yang)氣管道中不(bu)得(de)使用。
(6)氧氣(qi)管道閥門(men)的(de)選用除應注意(yi)管道閥門(men)一般選用要求(qiu)之外,還(huan)應符(fu)合下列(lie)要求(qiu):
①. 閥(fa)門各部件必(bi)須(xu)是沒有油和油脂的(de)。
②. 工作壓力≤3MPa的閥門,可采用可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵或鋼制閥門。閥門的密封圈必須采用有色金屬、不銹鋼或聚四氟乙烯等材料制成,閥門的填料必須采用石墨處理的石棉或聚四氟乙烯等材料。
③. 工作壓力>3MPa的閥門,必須采用銅合金或不銹鋼制成的閥門。高壓的氧氣管道應采用高壓氣體管道截止閥。
④. 閥門內部與氧氣接觸的部分,嚴禁使用可燃材料。
⑤. 應優先選用氧氣專用閥門。在沒有專用閥門時,低壓、中壓氧氣管道也可以選用普通閥門,但必須將油浸石棉盤根更換為石墨處理的石棉盤根或聚四氟乙烯材料。
三、工(gong)程應用
某DN100氧氣管(guan)道,設(she)(she)計(ji)溫(wen)度65℃,設(she)(she)計(ji)壓力2.5MPa,閥門(men)選用截止閥,A351-CF3;TRIM(內件).11-MONEL+HF,BB,OS&Y手(shou)輪,氧氣低泄漏填料(BB:Bolted Bonnet螺栓連接(jie)閥蓋(gai);OS&Y:Outside Screw and Yoke 明桿(gan)支架式),閥門(men)標準(zhun)BS EN ISO 1873。
四、氧氣管(guan)道閥門選用(yong)常用(yong)標準規范
IGC DOC 13/02/E《氧氣管道系統》
GB 50030《氧(yang)氣站設計規范》
GB 16912《深度冷(leng)凍法生產氧氣及相關氣體安(an)全技術規(gui)程》
JB/T 12955《氧氣(qi)用閥(fa)門 技(ji)術條件》